Diez científicos han proyectado las vías de innovación para las principales tecnologías de células fotovoltaicas durante los próximos cinco años, en un artículo de acceso abierto publicado en Celular.
Aunque la capacidad fotovoltaica instalada en todo el mundo supera el teravatio (1 GW), la contribución de la energía solar a la generación de electricidad mundial sigue siendo pequeña, dijeron los investigadores, entre el 1,000% y el 5%. Dada la “necesidad urgente” de implementar energía fotovoltaica a una escala de varios teravatios durante las próximas dos décadas para mitigar las emisiones de gases de efecto invernadero, “la innovación en dispositivos fotovoltaicos adquiere una nueva urgencia e impacto”.
La investigación continua que conduzca a "incluso avances relativamente pequeños" en eficiencia, confiabilidad y eficiencia de fabricación "tendrá importantes impactos futuros a escala de múltiples TW", dijeron los investigadores, señalando que estos factores se combinan para hacer "la propuesta de valor cada vez más convincente" para la energía fotovoltaica. generación de energía.
Si bien la energía fotovoltaica de silicio cristalino tenía una participación de mercado del 95% en 2022, en un “futuro a escala de teravatios” con “fotovoltaica en todas partes”, múltiples tecnologías pueden ser complementarias o combinadas, dijeron.
La tecnología fotovoltaica de silicio conocida como TOPCon (contacto pasivante de óxido de túnel), con una cuota de mercado del 23%, “superará” la producción de fotovoltaica PERC (emisor pasivado y célula trasera) para 2025 y “probablemente se convierta en la tecnología elegida por fabricación de nuevas células en Estados Unidos”, predice el artículo.
Las células fotovoltaicas de silicio cristalino se están acercando a la eficiencia máxima teórica de unión simple del 29.4%, dijeron.
Señalan que todavía se necesita investigación para desarrollar contactos pasivadores de áreas selectivas de alta temperatura en ambos lados de la celda fotovoltaica (“TOPCon avanzado”), para mejorar la transparencia y la conductividad de los contactos con tecnología de heterounión (HJT) (“HJT avanzado” ), y combinar las últimas tecnologías HJT o TOPCon con una estructura de contacto posterior interdigitado (IBC), "que podría alcanzar una eficiencia práctica final del 28% posiblemente ya en 2025".
Sin embargo, a medida que se acerca el límite teórico, “se revelan varios modos nuevos de degradación, llamados degradación inducida por portadores, y defectos metaestables”, dijeron los investigadores.
La industria "está trabajando para reducir o eliminar" el uso de materiales escasos como la plata para la formación de líneas de rejilla y el indio utilizado en óxidos conductores transparentes, dicen los autores. Varias empresas fotovoltaicas y laboratorios de investigación han anunciado el diseño de células fotovoltaicas HJT con un consumo reducido de indio “o incluso sin indio”.
Fuente de pv magazine
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